水汙染這麼嚴重,我們平時喝到的水乾淨嗎?是怎麼消毒的?

上次我站在消費者的角度回答了家庭要不要用家庭淨水器的問題《家庭淨水器有必要裝嗎?》,其中講到了一些有關淨水的常識,但是在具體工藝上有些朋友提出了一些疑問,我去查了一些資料,今天再來跟大家詳細的分享一下工業上淨化飲用水的方法。

常見的化學和物理消毒方法

目前咱們國家的大中型的水廠基本還是採用傳統的氯化消毒方式。

傳統氯化主要原理:

  • 氯進入水中水解形成次氯酸;

  • 次氯酸透過細菌的細胞壁進到細胞內部;

  • 通過氧化作用破壞細菌的酶系統,使細菌死亡。

這種方法因為成本比較低,使用比較方便,所以是最常見的。

但問題在於它會產生一些有致癌作用的消毒副產物,另外像一些隱孢子蟲卵囊是無法滅活的,殺菌效果也受到pH值影響,甚至有可能會發生反應後生成一些難聞的氣體,而且氯水和氯氣如果保管和操作不當也比較危險。

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有些農村的中小型集中式供水也會使用二氧化氯消毒的方法,不過這種方法也會產生一些無機消毒副產物,高濃度的情況下會對動物產生一定潛在的毒性。

還有氯胺消毒的方法。它滅活水中微生物的效果稍微低一些,所以沒有那麼普遍,常常是用於二次消毒劑,在一些城市水廠比較常見。

再有一種方法是臭氧消毒。臭氧消毒的消毒能力是比較強的,而且適用於不同的pH值範圍,殺滅病毒、細菌、孢子也比較快、效果比較好。同時消毒後臭氧緩解,還原成氧之後,還可以提高水中的溶氧量,沒有特殊的氣味,不會產生含氯的消毒副產物。

但是臭氧仍然會產生一些副產物,要降低這些副產物需要增加成本,而且臭氧發生器的裝置比較昂貴,佔地面積大,所以總體來說成本會比較高,所以這種方法一般居民不會使用,得是能使用大型設備的水廠。

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物理方法

物理方法好處就是不會產生什麼副產物了,最常見的是紫外線消毒。

  • 原理是通過損傷微生物的DNA,滅活很多的微生物。

  • 優點:應用簡單、劑量和停留時間都會比較短,又很有效果,同時也不會損害管網中水質微生物的穩定性,不會產生什麼有害的副作用,適用範圍比較廣。

  • 不足:不過因為它沒有持續的消毒作用,因此適用於水量比較少的情況,同時紫外消毒的前提也得是水質本身已經比較好才行,要是很渾濁的水,或者是水中某些溶解物會干擾紫外線的話,那也會影響效率。另外,紫外線燈也需要電力來維持,且有壽命的問題。

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不同條件適用不同的水處理技術

在美國,隨著美國安全飲用水法的修訂,對於微生物、汙染物以及各種消毒副產物的規定已經比較嚴格了。多數水廠通常會在飲用水過濾後投氯消毒,還有很多水廠會採用氯銨來代替氯進行二次消毒。

也有一些水廠會用臭氧作為主要消毒劑。

這種水廠出的水各種微生物指標明顯是會優於氯消毒的,但是因為不具備持續消毒能力,對於管網、輸送要求比較高,再有就是個別水廠使用紫外線消毒技術了。

歐洲的不同國家受到水源的質量、財力、科技以及歷史原因等因素的影響,方法可很不一樣。甚至在挪威、比利時等國家的一些小型供水廠,由於消毒不徹底甚至不進行消毒,可能會出現水中微生物汙染的問題。

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歐洲某水廠

我國城市主要採用的是氯消毒:

  • 水源地的水常規處理前先進行預氯化,

  • 再通過混凝、澄清、過濾等常規處理工藝

  • 加氯進行消毒後就進入了供水的管網。

預先的氯化可以防指水廠的構築物中滋生青苔,同時還可以氧化破壞掉有機膠體表面的保護膜,從而提高混凝沉澱的效果。特別是一些藻類含量比較高的水庫,這種處理非常有意義。

但是,目前很多地區的水汙染比較嚴重,水中的有機物含量逐漸增加,經過預先氯化的過程中會造成氯和水中有機物的反應,形成大量的三滷甲烷等副產物。

因此,在上海、北京、深圳等一些大城市,自來水廠就會採用一些比較新的消毒技術,

比如主要消毒工藝前採用臭氧生物活性炭等工藝。

相比之下,在農村因為供水範圍用途等原因的要求,甚至是水廠的員工文化水平的問題,所以一般會採用一些消毒作用迅速,容易操作,運行和建設成本低的方法,那麼氯消毒一直是農村水廠採用的主要方法。主要採用的是次氯酸鈉進行消毒,甚至也有一些農村水廠仍然採用漂白粉等簡單加藥的方法進行消毒。

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一定要燒開後飲用

包裝水的標準化程度更高

綜上所述,採用什麼淨化方法不僅僅是看效果,肯定需要考慮設備投入的成本,運行成本,操作方便等因素。那因此同樣是飲用水淨化,包裝飲用水的生產企業會採用特別的工藝方法。

  • 首先經過粗濾,也就是把各種懸浮物大的顆粒雜質去除。

  • 然後是超濾,濾掉水中的一些膠體、細微的雜質,還有大分子的有機物,包括一些大腸桿菌等等。

  • 第三步是活性炭過濾,這個步驟的作用其實就是去掉一些顏色特別的味道、剩餘的氯以及含氯的副產物,通過這個步驟可以使最終出水的三滷甲烷濃度極低,而且不會有那些氯消毒的氣味。

  • 第四步驟是紫外殺菌。

  • 第五步是保安過濾器,這步都是加在反滲透過濾前,保護之後的膜過濾部件不至於損害 ,同時保持水質過濾的精度。

  • 第六步是RO反滲透膜的過濾,就是根據逆滲透的原理,去除水中的各種離子、有機物、懸浮物等等。另外這個步驟會降低水中的鈣鎂離子含量,可以降低水的硬度,從而改善口感。更重要的是,它還能去除水中的亞硝酸鹽,以及水中可能含有的重金屬離子。

    比如砷、鉻、鎘、汞、鉛等等。這一點對嬰幼兒和兒童很重要。因為他們正處於生長髮育期,一旦攝入重金屬,就很容易在體內發生積累,很難代謝出去。當兒童由於攝入過多的重金屬而發生中毒時,不但多個臟器會產生損傷,周圍神經系統、中樞神經系統也有可能發生病變,嚴重損害兒童的身心健康。

  • 第七步可以是臭氧殺菌。考慮到包裝水生產出來以後會密封,因此並不需要考慮水管之後的二次汙染。臭氧殺菌之後,常溫常壓下會分解成氧氣,所以也不會對人體產生危害。

  • 最後第八步驟就是採用一些耐臭氧的材質過濾然後灌裝。

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如何對水消毒

究竟對水如何消毒的問題,前兩天九寨溝地震發生後,我也反覆強調了一些簡單的基礎性的消毒方法,比如有可能會被細菌汙染的飲用水應當煮沸,再飲用前放冷之後再喝,一般來說煮沸不超過一分鐘。

但是考慮到飲用水中容易引起疾病的汙染物還有硝酸鹽、人造化學物質殘留、重金屬殘留以及消毒過程中的一些副產物,煮沸只能殺滅水中的細菌,並不能有效地去濾除各種有毒的化學物質。

因此在應急的情況下,顯然瓶裝水是最可靠的。甚至於你在外地旅遊時,一般也建議你去購買大品牌的瓶裝水引用,甚至是買飲料都可以,都會比當地的水可能會更可靠一些。

水汙染這麼嚴重,我們平時喝到的水乾淨嗎?是怎麼消毒的?

平時的時候如果你感興趣的話,可以查一下當地的自來水廠的水質檢測的情況。但是一般烹調的話顯然還是要小心的。

特別注意

如果你有熱水器或者小區熱水,不要直接飲用或者用於烹飪,最好還是用冷水,因為有很多汙染物其實就是在熱水器中。很在意水質的話,最好每天早上起來用水之前先打開水龍頭兩分鐘,這樣可以有助於清除管道中的一些汙染物。反正這一點在我家是非常明顯,早上起來水都是很渾濁…… 即使我住在北京二環內。用井水的話,也不要給一歲以下的嬰兒用,實在要用一定要先做好硝酸鹽的檢測。

你要是不喜歡自來水的味道的話,也可以用活性炭的過濾器來消除異味。但是也要注意很多過濾的設備,也會去除預防蛀牙的氟化物。

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